Harmlose Viren werden zu Genträgern.
Natürliche Viren sind winzige molekulare Maschinen: Sie infizieren sehr effizient Wirtszellen und veranlassen diese, Viruspartikel zu produzieren. Die meisten von ihnen sind kleiner als die kürzeste Wellenlänge des sichtbaren Lichts. Viren sind nicht erst seit Sars-CoV-2 als gefährliche Krankheitserreger bekannt, sondern gentechnisch verändert dienen sie als Werkzeuge der biologischen Forschung. Zum Beispiel am Austrian Institute of Science and Technology (Ista) in Klosterneuburg, wo ein „Viren Service Team“ verschiedene Viren in verkürzter Form baut, um sie als Genwerfer für die Wissenschaft einzusetzen So ist es möglich, genetisches Material in Zellen einzubringen, sie damit zu markieren und Zellfunktionen zu verändern. Anschließend können Schritt für Schritt die Mechanismen des Wachstums, der Bewegungen und der Stoffwechselaktivitäten in den Zellen verfolgt werden.
Sein einziger Job: Proteinschmuggel
„Kurz gesagt besteht ein Viruspartikel aus einer äußeren Proteinhülle, die manchmal von einer zusätzlichen Fetthülle umgeben ist, und dem viralen Erbgut, das beschreibt, wie man weitere herstellt“, erklärt die Virologin Flávia Leite. Ista verwendet modifizierte Viren, die nicht mehr gefährlich sind. „Statt ihres ursprünglichen Erbguts tragen sie ein gewünschtes Gen in die von ihnen infizierten Zellen ein. Auch dort kann es in den genetischen Code einer infizierten Zelle eingebaut werden.“ Viren können also in Zellen eindringen, aber sie sind nicht ansteckend und können sich nicht auf einen neuen Wirt ausbreiten. Sobald Forscher sie in einem Experiment einsetzen, sind die Genwerfer des Virus praktisch erschöpft.“ Leite: „Ihre einzige Aufgabe ist es, Proteine an Zellen zu liefern .”
Beispielsweise kann mit „Adeno-assoziierten Viren“ ein grün fluoreszierendes Protein hergestellt werden. Zielzellen leuchten unter dem Mikroskop grün, wenn sie mit ultraviolettem Licht bestrahlt werden. Neben grün gibt es auch blau, rot und gelb fluoreszierende Proteine. Dadurch ist es möglich, verschiedene Strukturen farblich zu markieren und deren Entwicklung zu beobachten. In Zusammenarbeit mit dem Virendienst ist es einer Gruppe um Edouard Hannezo de l’Ista kürzlich gelungen, einen neuen biophysikalischen Mechanismus zu entdecken, der Stammzellen im Darm von Mäusen reguliert (Nature).
(APA/Kogge)